专利名称：用于控制车辆摩擦离合器的方法
用于控制车辆摩擦离合器的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制在起动过程或换档过程期间在驱动装 置和变速器之间起作用的车辆摩擦离合器的方法。
为了在从停止状态下起动时或在行驶期间换挡时，能够在舒适性 和最小化的牵引力功率损失等方面优化地实现从驱动装置到变速器 的扭矩传递，则在带有自动换挡变速器的车辆中尤其在驱动装置和变 速器之间起作用的摩擦离合器的控制具有突出的重要性。为此目的， 摩擦离合器的打开或者闭合特性以传感的方式被监控，以使得对于相 应的起动过程或者换档过程所必需的关于扭矩传递方面的标准
(Kriterium)得到满足。 一种已知的用于确定摩擦离合器的打开程度或 者说闭合状态的方法在于，至少一个这样的部件在离合器内在其位置 方面受到监控一一该部件被操纵以打开或闭合离合器。 一种这样的离 合器位移感测可例如与膜片弹簧操纵式摩擦离合器的离合器轴承相 关。但是，借助于这种离合器位移感测仅能够间接地推论出所传递的 离合器扭矩。例如， 一旦在摩擦离合器上由于有所提高的能量输入 (Energieeintrag)而在摩擦片衬面处产生改变或者由于磨损的原因而触 发了离合器的校正，则在离合器位移(Kuppkmgsweg)和传递的扭矩之 间就会产生新的相互关系。
在这种相互关系中，文件DE 40 11 850 Al中描述了对于车辆的 不同运行工况的如下可能性，即，如何能够确保摩擦离合器优化的传 递特性。那么，在第一种方法变型中，在挂入的档和停止的车辆的情 况下，摩擦离合器以经限定的速度闭合直至达这样的位置，在该位置 中，虽有扭矩被引入，然而该扭矩却小于可使车辆运动的扭矩。在达 到某一特定的扭矩时，代表离合器接合状态的部件的位置或位移将被确定并被提供给存储器。摩擦离合器的工作点由此总在复杂的自动控
制的范围内动态地被确定。文件DE40 11 850A1还描述了另一方法变 型，该方法变型在未挂入档位和停止的车辆的情况下仅使得摩擦离合 器的工作点的确定成为可能。
在此背景下，本发明的目的在于，提供一种用于控制摩擦离合器 的方法，该方法即使在没有复杂的自动控制的情况下也能恰当地对摩 擦离合器的工作点的变化加以考虑。
该目的通过根据权利要求1的特征的方法来实现。从属权利要求 尤其涉及本发明的适宜的改进方案。
根据本发明，在起动过程或换档过程期间，当控制装置被以信号 告知档已挂入时，向闭合方向操纵摩擦离合器直至达由控制装置根据 特性曲线而预定的工作点。与该操纵同时地，借助于转速传感器来评 估(ausgewertet)与变速器相关的变速器输入轴的转速。如果，在正在闭 合的摩擦离合器达到由特性曲线所预定的工作点之前，转速传感器以 信号告知控制装置针对变速器输入轴的转速改变的界限值已被超过， 则摩擦离合器的在闭合方向上的操纵将被中断。也就是，与DE40 11 850 Al中有所不同，不是首先寻找离合器的工作点(该工作点然后将 被递交给控制装置的存储单元)，而是仅在特殊情况下执行在闭合方向 上的操纵的中断(当由特性曲线预定的工作点导致变速器输入轴处的 非所计划的转速改变时)。换句话说，不是寻找正确的工作点，而是识 别出由于磨损校正或有所提高的能量输入而产生的错误工作点并使 得该工作点在其对于车辆的运行安全性和/或换档特性的影响方面变 成无害的。
本发明的一个独特的优点在于，该方法在带有自动的磨损校正装 置的摩擦离合器(对此可例如参看文件WO 2004036077A1, DE 100 11 418 Al或DE 10 2005 015 970Al)上同样可被应用。此外，并不需要 额外的传感器。用于根据本发明的方法所必需的所有信号都可以由这样的传感器所获得，这些传感器在带自动换档变速器的驱动组件中是 本来就存在的。值得强调的还包括，根据本发明的方法可被设计成如 下形式，即，其对于车辆使用者本身而言是察觉不到。为了实现该目
的，通过所谓的离合器脉动(Kupplungspulsen)而达到由特性曲线所预 定的工作点。即，仅短时间地在闭合方向上操纵离合器，以便依据这 些这样地预定的脉沖(Impuls)来观察和评估变速器输入轴的反应。在从 控制装置一方有效地接通扭矩传递之前，首先进行;险查(依照离合器脉 冲上的采样的形式)，以使得不会无意地由摩擦离合器传递过高的传递
扭矩。这样就确保了，车辆不会无意地开动或者在起动过程或蠕行过 程中以非所希望的方式被加速。
为了根据本发明方法的传感方面的可靠性，根据发明的一种改进 方案，不仅变速器输入轴的转速被获取，而且转速梯度也被获取。摩 擦离合器脉动将由此在这种时候被中断，即，不仅转速而且转速梯度 超过它们各自的预定的界限值的时候。
无意的扭矩传递通过如下方式而被高可靠性地排除，即，在离合 器脉动的中断之后，以预定的量而向打开方向操作离合器。为能够可 靠地排除某点上的千扰和有误测量，则离合器脉动以预定的次数被重 复。优选地，在3次脉动之后在特性曲线中所确定的工作点通过(例如) 特性曲线的移动而被修正。特性曲线的移动的程度优选地遵循转速改 变的程度或转速梯度改变的程度。
根据本发明的方法尤其有利地不仅可在停止的车辆中而且可在 行驶中的车辆中净皮应用，以〗更一方面为启动过程而另一方面为所有换 档过程提供高度的安全性以防止摩擦离合器的错误操纵。
借助于附图来阐述本发明的一种有利的实施例。其中间上的转速变化，
图3显示了在使用根据本发明的方法时，摩擦离合器脉动和由此 产生的在时间上的转速变化的对照。
在
图1中在示意性的视图中可看出总体上标记为1的车辆，该车
辆动力系统总成具有作为主要的部分的驱动装置2，摩擦离合器3， 变速器4，驱动轴5和车轮6。摩擦离合器3可通过操纵机构7(操纵 机构7可包括离合器轴承和作用于其上的拨叉)而接合或分离。操纵机 构7通过呈液压缸8形式的促动器而被操纵，该液压缸8在其一侧通 过导线9与促动器10连接。后者从控制装置11获得控制信号，该控 制装置例如地对变速器输入轴12的运行状态，节气门13的运行状态 或与驱动装置2相关的飞轮质量14的运行状态进行评估。为此例如 地设置有转速传感器15,该转速传感器15对飞轮质量14上的齿部进 行扫描。另一转速传感器16通过示意性地示出的齿轮17而确定变速 器输入轴转速。其它的信号例如由节气门传感器18， 19和加速踏板 传感器20所提供。最后，对于根据本发明的方法的实现而言具有突 出的重要性的还包括与换档杆21相关的档位选择传感器22，以及离 合器位移传感器23(利用该传感器可监控摩擦离合器3的闭合状态或 打开程度)。该离合器位移传感器同样可用于不属于本发明的方法，其 例如在所谓的摩擦离合器轴承自动控制的换档过程或起动过程中被 使用。最后还以24标记出行驶速度传感器，其同样与控制装置ll相 连接。
对于根据本发明的方法而言重要的是，首先由控制装置识别出， 是否意图进行起动过程或者换档过程。当档位选择传感器22基于换 档杆21处的操纵而识别出新挂入的档、车辆速度传感器24报告车辆 的停止状态且加速踏板传感器20提供信号(其使得可识别出驾驶员的 起动意图)时，则可例如为该情况。根据本发明，在存在这些条件的情 况下，现在，摩擦离合器3不是立即被闭合，而是首先借助于促动器8实现短时间的闭合脉冲，直至预定的工作点，就如图2中在曲线25
的走向处所示的那样。脉冲序列这样地选择的，即，例如在大约十分
之一秒的间隔中离合器位移逐渐增大，直到在变速器输入轴12处可 借助于传感器16确定转速的改变。在行驶中的车辆中，作为对摩擦 离合器的闭合脉冲的反应的变速器输入轴12的反应可在图2中根据 曲线26的走向而识别出。摩擦离合器脉动的各个峰在图2中以Pl到 P7表示。若依照在控制装置11中存储的特性曲线，属于P4的离合器 位移同样相应于摩擦离合器3的工作点，则可从摩擦离合器3的脉动 过渡至最终的闭合过程，即，开始完全的转矩的传递。然而，如果依 照特性曲线，应直到属于闭合脉冲6的离合器位移才实现变速器输入 轴12的反应，则根据本发明的方法已以闭合脉沖P4挂入档。即，在 这种情况下在达到由特性曲线预定的工作点P6之前，由转速传感器 16以信号表示出变速器输入轴的转速改变，该转速改变然后将通过控 制装置11而导致如下情况，即，通过摩擦离合器3的进一步的扭矩 传递被停止。为排除干扰因素，之后可由控制装置11启动一新的闭 合脉冲序列。若超过了预定的次数(例如3次重复)，则通过控制装置 在特性曲线内实现新的对于摩擦离合器3的工作点的关联。
在脉动中离合器位移长度的增加以及闭合脉冲之间的间隔如下 地选择，即，使得对车辆使用者本身而言该安全性措施是完全感觉不 到的。优选地，为此，从起始脉沖Pl出发例如选4奪为5至15个百分 点的量，对于接下来的闭合脉冲，离合器位移长度各按照该量来增大。 脉冲持续时间本身在0.05秒和0.2秒之间且因此而足够的短，以避免 对驾驶员的反馈。
在曲线26的走向中可看出，变速器轴输入转速逐渐变小，因为， 档位的切换紧接着即将发生，且为此目的，驱动装置未从加速踏板传 感器20接收到用于加速或者保持速度的信号。作为这种下降的走向 的代替，曲线26的走向可例如在起动过程中基于相对稳定的怠速转 速而同样大致呈水平状。
8图3在放大的图中显示了出自曲线26的部分。在控制装置11中 确定了阔值Sl和S2,该阈值充当界限值，以便(例如)在来自转速传 感器16的未过滤的信号的情况下确定标准一一离合器脉动中断依照 该标准而被引入。如果由转速传感器16所提供的信号被过滤，则可 得到用27所标记的曲线走向。对于这样的经过滤的信号同样可以确 定阈值，为清楚起见，该阈值在图3中未画出。
优选地，直到不仅阈值S1而且阈值S2都被突破时，才中断该离 合器脉动。根据本发明的一种改进方案，阈值的量依赖于档位而预定 成不同大小。由此可尤其好地对在相应的挂入档位中变速器的不同共 振特性加以考虑。各个闭合脉沖Pl到Pn之间的间隔以及闭合脉冲的 数量同样可依赖于档位而预定。
总体上，利用根据本发明的方法及其改进方案，可确保舒适性(作 为一方面)和防止意外的离合器操纵之前的安全性(作为另一方面)之 间的协调的平衡。
权利要求
1.一种用于在起动过程或换档过程开始后在驱动装置(2)和变速器(4)之间起作用的摩擦离合器(3)的控制的方法，其特征在于如下方法步骤a)如果控制装置(11)被以信号告知已挂档，则在闭合方向上操纵所述摩擦离合器(3)直至达由所述控制装置(11)根据特性曲线而预定的工作点，b)在所述方法步骤a)期间，借助于转速传感器(16)来评估与所述变速器(4)相关的变速器输入轴(12)的转速，c)如果在达到由所述特性曲线预定的工作点之前，所述转速传感器(16)通过信号将超过预定的界限值的变速器输入轴转速告知所述控制装置(11)，则中断所述方法步骤a)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制装置(ll) 处理所述转速信号和从中得出的转速梯度。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当不仅所述转速 而且所述转速梯度超过它们各自的预定的界限值时，根据权利要求1 所述方法步骤被中断。
4. 根据权利要求1到3中至少一项所述的方法，其特征在于， 在中断所述方法步骤a)后，在打开方向上以预定的量来操纵所述离合 器，以使得，变速器输入轴(12)的用转矩的加载被排除。
5. 根据权利要求1到4中至少一项所述的方法，其特征在于， 以预定的次数，尤其是2到5次，重复所述方法步骤a)和b)。
6. 根据权利要求1到5中至少一项所述的方法，其特征在于， 在超出所述方法步骤a)到c)的重复的预定的次数后，修正所述摩擦离 合器(3)的工作点。
7. 根据权利要求1到6中至少一项所述的方法，其特征在于， 所述工作点的修正的程度依赖于根据方法步骤c)的转速改变的程度来实行。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述车辆停止时，开始所述方法步骤a)和b)。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当在所述车辆的行驶期间控制装置(ll)被以信号告知即将出现的换档过程时，开始所述方法步骤a)和b)。
全文摘要
本发明涉及一种用于在起动过程或换档过程开始后对在驱动装置(2)和变速器(4)之间起作用的摩擦离合器(3)进行控制的方法。为了避免涉及安全的危险情况，建议，如果控制装置(11)被以信号告知挂入的档，则在第一方法步骤中在闭合方向上操纵摩擦离合器(3)直至达由控制装置(11)根据特性曲线而预定的工作点。同时，评估与变速器(4)相关的变速器输入轴(12)的转速。如果在达到由特性曲线预定的工作点之前变速器输入轴转速超过预定的界限值，则摩擦离合器的在闭合方向上的操纵将被中断。
文档编号F16D48/00GK101542155SQ200780044346
公开日2009年9月23日 申请日期2007年10月8日 优先权日2006年11月30日
发明者B·卡佩尔曼, C·迈耶, R·霍夫曼 申请人:大众汽车有限公司